Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений

В 1839 г. начала работу самая длинная в мире линия оптического телеграфа, соединившая Петербург и Варшаву. Ее протяженность – 1200 км. Она действовала на протяжении 15 лет.

В XVIII в. были изучены свойства электричества, в частности, была обнаружена способность электрических зарядов с большой скоростью распространяться по изолированному проводнику. Это послужило основой для изобретения электрического телеграфа.

Первое предложение об электростатическом телеграфе было опубликовано в 1753 г. в Шотландии анонимным автором, который рекомендовал, подвесив на изоляторах проволоки, количество которых было бы равно количеству букв в алфавите, посылать по соответствующей проволоке электрический заряд, под действием которого на приемном конце притянется бумажка с обозначенной на ней буквой. Испанский инженер Ф. Сальва осуществил в 1785 г. эту идею, построив телеграфную линию между Мадридом и Аранхуэсом протяженностью в 50 км.

Однако опыты эти были неудачными. Для осуществления электрической связи нужен электрический ток, который в те годы был еще неизвестен. В 1800 г. итальянский ученый А. Вольта создал первый электрохимический источник постоянного тока. И уже в 1801 г. Ф. Сальва попытался создать электрохимический телеграф. В 1809 г. баварский анатом С. Т. Земмеринг представил Мюнхенской академии наук свой проект электрохимического телеграфа. Этот проект и получил наибольшую известность.

В телеграфе Земмеринга, как и раньше, использовался сигнальный сосуд, но с водой не простой, а подкисленной. В сосуде размещалось 25 электородов, 24 из которых обозначали отдельную букву. Они были соединены с вольтовым столбом, установленным на передающей станции. Сигнал в виде электрического тока посылался по проводам и обнаруживался по пузырькам газа, выделявшимся на электродах при электролизе подкисленной воды. Но регистрация сигналов с помощью пузырьков была неудобна и ненадежна. Хотя впоследствии количество сосудов и было сокращено, проект был сдан в архив. Для электрической связи нужен был не только ток, но и удобный способ регистрации сигналов.

В 1820 г. датский ученый Г.-Х. Эрстед открыл магнитное действие тока. В том же году французский физик Андре-Мари Ампер нашел способ усиления действия тока на магнитную стрелку: для этого провод надо было намотать спиралью.

Электрический телеграф был разработан П. Л. Шиллингом в 1828–1832 годах. Его действие основано на визуальном приеме кодовых знаков. Приемная часть телеграфа представляла собой укрепленную на нити магнитную стрелку, находившуюся внутри рамки, обтекаемой током. В зависимости от направления тока в рамке стрелка могла поворачиваться в ту или другую сторону. Вместе со стрелкой поворачивался и небольшой картонный диск, укрепленный на той же нити. Используя два направления тока, общий обратный провод и оригинальный код, составленный из комбинаций отклонений дисков шести мультипликаторов, Шиллинг смог передавать все буквы алфавита и цифры, ограничившись всего восемью проводами, соединяющими передающую и приемную станции. На современной терминологии код, использовавшийся Шиллингом, называется параллельным (одновременная передача кодовых знаков), шестизначным, или шестиэлементным (шесть кодовых знаков), и бинарным (каждый кодовый знак имеет одно из двух значений).

П. Л. Шиллинг положил начало кодоимпульсному методу, который широко применяется в современной телемеханике. Заслуживает также внимания использование в данной конструкции телеграфа специального жидкостного демпфера, нашедшего позднее применение в различных электрических приборах.

В процессе разработки проекта подводной телеграфной линии Петергоф – Кронштадт (1837 г.) Шиллингом был впервые применен каучук для изоляции подводного кабеля, а также указана возможность использования воды или земли в качестве обратного провода.

Впоследствии, усложнив код, П. Л. Шиллинг обходился одной стрелкой и одной парой проводов. Затем появилось много модификаций одно-, двух-, трех-, пятистрелочного телеграфа, которые находили практическое применение.

В 1843 г. была построена линия, соединявшая Петербург и Царское Село, протяженностью 25 км.

В конструкциях стрелочных телеграфных аппаратов различных авторов были и удачные находки. Среди них следует отметить электромагнитное реле Ч. Уитстона и однопроводную систему передачи К-А. Штейнгеля. Реле служило для своеобразного усиления слабых токов, позволяя с их помощью коммутировать (включать и выключать) цепь с относительно большим током. Однопроводная же линия связи упрощала соединение передающей и приемной станции. В такой линии один из пары проводов был убран и заменен заземлением – закопанными в землю металлическими пластинами, к которым присоединялись освободившиеся концы проводов на передающей и приемной станциях. При использовании заземления ток течет только по одному проводу линии связи, а избыток зарядов в передающей и приемной станциях стекает в землю.

Стрелочный телеграф имел ряд недостатков, в частности, он не позволял автоматически записывать принятые сигналы. Несмотря на это, даже в конце XIX и начале XX в. он использовался для передачи команд на больших кораблях.

Для создания самопишущего электромагнитного телеграфа нужны были новые идеи. Пришли они, однако, не от ученых и инженеров. Новая идея родилась у американского художника Самуэля Морзе, который в 1837 г. изобрел конструкцию самопишущего телеграфного аппарата. В следующем году С. Морзе разработал код для своего телеграфа. В разработке конструкции аппарата и телеграфного кода Самуэлю Морзе оказывал помощь американский эксперт Альфред Вейл. Наконец-то телеграф оправдал свое название и стал писать на расстоянии.

В 1844 г. первая коммерческая телеграфная линия системы Морзе соединила столицу США, Вашингтон, с Балтимором на атлантическом побережье, и с тех пор электромагнитный телеграф начал свое победное шествие по всем странам мира. Этот успех был обусловлен как широкими возможностями самопишущей телеграфии, так и простотой конструкции нового аппарата в сочетании с простотой азбуки Морзе.

Телеграфная система Морзе позволяла увеличить скорость передачи до десятков букв в минуту (около 15 слов в минуту). Следующий этап в становлении телеграфа заключался в объединении телеграфа и пишущей машинки. Вместо телеграфного аппарата, пишущего азбукой Морзе, получился буквопечатающий телеграфный аппарат. В современных системах буквопечатающей телеграфии используется для передачи разных символов специальный трехрегистровый пятизначный код.

В 1855 г. английский изобретатель Д. Э. Юз разработал буквопечатающий аппарат. В основу его работы был положен принцип синхронного движения скользуна передатчика и колеса приемника. Опытный телеграфист на этом аппарате мог бы осуществлять передачу со скоростью до 40 слов в минуту.